采用核磁共振进行癌症检测的装置制造方法及图纸

所公开的是一个用核磁共振检测癌症的装置，具体说，确定出脂的甲基和／或亚甲基质子核磁共振参数并将其与健康人的对应值相比较．在优选实施方案中采用一个核磁共振仪结合傅立叶变换器以产生血液、血清或血浆中非水成分的共振谱，从中测出半高处的甲基和／或亚甲基的线宽，由此确定自旋驰豫时间Ｔ－［２］，将其用作与健康对照相比较的参数．必要时可进行水质子信号的抑制以获得非水成分的适当质子谱．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种检测病人活体内癌症的诊断装置。在先有技术中利用核磁共振(NMR)技术来协助达到癌症的临床诊断的偿试是人所共知的。Damadian首先提出了核磁共振(NMR)的医学应用，这是用于恶性肿瘤的检测，参见R.Damadian的“用核磁共振检测肿瘤”科学杂志1711151-1153(1971)(“Tumor Detection by Nuclear Magnetic Resonance”，Science)。授予Damadian的3，789，832号美国专利中包括一种将核磁共振应用到外科切除的样本上的装置和方法，以此来测量质子驰豫时间T1和T2，通过与健康组织的值相比较，这些测量值被用作癌症的指标。授予Damadion的4，411，270和4，354，499号美国专利中包括用整体样本的核磁共振成像和扫描来检测癌症的装置和方法。其他一些研究人员也报导了带肿瘤动物的器官中水质子的核磁共振驰豫时间(T1)比健康动物的器官中水结构的相应T1值要高。参见Frey等人在J.Natl.Cancer Inst.杂志49，903(1972);Inch等人在J.Natl.Cancer Inst.杂志52，353(1974);Iijima等人在Physiol.Chem and Physics杂志5，431(1973);以及Hazlewood等人在J.Natl.Cancer Inst.杂志52，1849(1974)的有关报导。目前，尽管详细机制尚不明确，人们都知道在恶变细胞中发生的生物物理变化经常导致质子核磁共振信号的改变。参见D.G.Taylor等人的”简评生物组织的磁共振响应及其对核磁共振辐射诊断癌症的应用”，Computed Tomography杂志，5122-133(1981)。这样变化构成了用质子核磁共振成像检测肿瘤的物理基础，参见R.Zimmerman等人的“脑核磁共振由具有阻抗核磁共振的部分饱合技术进行的脑肿瘤诊断评价”，Neuroradiology杂志279-15(1985)，和K.Ohtomo的“肝肿瘤用磁共振成像的横向驰豫时间(T2)进行鉴别”，Radiology杂志，155421-423(1985)。然而，由于操作和经济的因素，核磁共振成像不大可能被广泛地应用于恶性肿瘤的筛选试验。对从试验动物和病人身上切除的肿瘤以及血浆和血清的质子核磁共振的研究经常表明驰豫参数T1、T2和T＊2作为恶性度函数的差值。这样的发现已由以下人员予以报导L.Mclachlan，“癌症导致人血浆质子NMR驰豫速率的下降“Phys.Med.Biol 25309-315(1980);F.Smith等人的“胰脏的核磁共振成像”，Radiology 142677-680(1982);P.Beall等人的“升高的组织和血清驰豫时间对患癌症的动物和人体内水的系统作用”《NMR基本原理和进展》P.Diehl等人，1939-57(1981);R.Floyd.“在发展腹水肿瘤的鼠体内组织水质子自施-晶格驰豫的时间历程”Cancer Res 3489-91(1974);C.Hazelwood等人“带肿瘤与不带肿瘤鼠的组织内水和作用与质子核磁共振驰豫时间之间的关系;和R.Klimek等人“以自身组织的消耗结构来解释肿瘤的核磁共振驰豫时间，以及用NMR共轭成像对其进行研究”Ginekol PPol 52493-502(1981)。然而，由于组间的广泛重叠和组均数间的微小差别，这些方法在临床并不实用。尽管上述绝大多数先有技术描述了NMR对组织分析的应用，但将体液接受这种分析也已为人所知。例如，这已由以上的Beall等人描述过。以上先有技术中的研究和方法，以及先有技术中检测恶性肿瘤的所有其它NMR方法均依赖于对从组织中或从样本内取出的血液中全部质子所产生的复合NMR信号的观察。这一复合信号以水质子为主，掩蔽了来自样本的其它含质子成份的NMR信号。确实，在先有技术中相信，恶性肿瘤与所观察的NMR参数变化之间显著的相互关系是由于“水结构的变化”，(引自以上的Frey等人)。在质子NMR谱线法的其它应用中，人们知道应抑制来自样本中溶剂(如水)的信号。目前，尚未发展一种可靠的，统计学上明确的NMR方法来诊断病人活体内存在的癌症。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于诊断病人活体内存在的癌症的装置。另一个目的是提供这样一种装置，它可作用于从病人体内取出的一个体液样本。本专利技术的再一个目的是以可达到上述目的的方式应用NMR共振仪。通过阅读本专利技术的以下说明，本领域内的熟练人员将能了解本专利技术的上述的和其它的目的及特征。本专利技术起自这样的认识，即，具有有意义的预定值的NMR谱线的部分可以被样本中的其它成份掩蔽掉。通过消除掩蔽(如消除水的信号)以前被掩蔽掉的这些谱线部分即被揭示出来。根据本专利技术，用核磁共振仪作用于一个病人的体液样本以产生一个核磁共振谱线。选择由样本的非水成份产生的一条共振线，并在(例如)其高度的一半处测量该共振线的整个宽度，已证明如此测量的整个宽度是病人体内存在或不存在癌症的一个统计学上可靠的测量。在一个优选实施方案中提供了用于存储一个预定值或预定值范围的装置，这些值与不存在癌症的个体相关。还提供了将测量的线宽与存储的值或取值范围相比较的装置。在优选实施方案中，该体液是指血液，脊液或骨髓浆;血液是特别适用。所感兴趣的成份是脂，并最好是脂蛋白脂的甲基和亚甲基;而水的信号则被抑制掉以使所感兴趣成份的共振线更加显著。在附图中图1是一个健康对照的血浆样本中非水成份的典型NMR谱线，其中心是在360MHz，是用根据本专利技术的装置而获得;图2是获得图1谱线的同一血浆样本的NMR谱线，采用了相同的设备和脉冲频率，只是未进行水抑制(Water suppression);图3是图1中甲基和亚甲基区的一个扩展图;图4类似于图3，但它取自一个未经治疗的恶性肿瘤患者;和图5示意性地示出根据本专利技术的装置。由人血浆获得的水抑制质子NMR谱线是以血浆脂蛋白脂的共振为主。没有水抑制，这些非水的共振会被水严重地掩盖，在强磁场中，即使有水共振的存在，经过信号平均也可观察到一些与非水体液成分相连基团的共振。然而，现代NMR共振仪能够几乎全部抑制掉水质子的共振，这就便于实施本专利技术。经水抑制的血浆质子NMR谱线基本上就是血浆脂蛋白和少数低分子量分子的谱线。血浆蛋白的质子很不清楚，因为它们包括一个未分解共振的宽痕迹。更加活动的脂蛋白质子的尖锐共振是叠加在这一宽背景之上。图1示出一个健康对照的水抑制质子谱线，而图2示出同一样本没有水抑制的质子谱线，图2中水的平头共振谱线标记为A，在2和3ppm(共振频率的百万分之一)之间的共振线是出自脂蛋白脂的甲基和亚甲基。图3中示出一个正常对照的质子谱线在这一区域的放大图，而图4中是一个未经治疗的恶性肿瘤患者。因此，在本专利技术的优选实施方案中利用了一些常规的水抑制技术之一，即，抑制水质子NMR信号的技术。在其它场合已经设计了抑制水质子NMR信号的多种技术。它们可以大致分为两类(1)那些旨在不激发水质子信号的技术，如快速扫描关联谱线法和选择性激发技术;(2)在施加观察射频(rf)脉冲时将水质子磁化安排为极小的技术如反转恢复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于诊断病人活体内存在的癌症的装置，其特征在于该装置包括：ａ）从病人的体液样本产生核磁共振谱的装置；ｂ）从上述共振谱中选择一条共振线并在其高度的一个预定比例处测量上述共振线的宽度的装置；ｃ）数值存储装置；和ｄ）对测量的宽 度进行处理以便与存储的值相比较，从而将测量的宽度区分为正常的宽度或不正常的宽度的装置。

【技术特征摘要】
US 1986-2-26 833840书来指明而不取决于以上的说明。因此，任何在权利要求的等效物意义和范围内的变化都被认为已包括在其中。权利要求1.一种用于诊断病人活体内存在的癌症的装置，其特征在于该装置包括a)从病人的体液样本产生核磁共振谱的装置；b)从上述共振谱中选择一条共振线并在其高度的一个预定比例处测量上述共振线的宽度的装置；c)数值存储装置；和d)对测量的宽度进行处理以便与存储的值相比较，从而将测量的宽度区分为正常的宽度或不正常的宽度的装置。2.权利要求1的装置，其进一步的特征在于由装置a)产生的核磁共振谱是质子类型。3.权利要求1的装置，其进一步的特征在于由装置a)产生的核磁共振谱中对水的信号进行了抑制。4.权利要求2的装置，其进一步的特征在于所述质子共振的频率高于60MHz。5.权利要求4的装置，其进一步的特征在于所述质子共振的频率是在200～400MHz的范围之内。6.权利要求1的装置，其进一步的特征在于所述装置b)从所述共振谱中选择多条共振线并测量每一共振线的宽度;并且所述装置d)对所测量的上述多个宽度进行处理以导出一个复合宽度，并将该复合宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克T弗塞尔，
申请(专利权)人：以色列比斯医院协会，
类型：发明
国别省市：US[美国]